李 魚，王立新

ASME是當(dāng)今世界內(nèi)容最完整、技術(shù)最成熟的鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)體系，是眾多國家建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的基礎(chǔ)。而由美國機(jī)械工程師學(xué)會(huì)頒發(fā)的ASME鍋爐和壓力容器認(rèn)證證書和鋼印是當(dāng)前國際上最具權(quán)威性的鍋爐壓力容器認(rèn)證證書，是進(jìn)入國際壓力容器市場(chǎng)的通行證。而且在ASME規(guī)范產(chǎn)品制造過程中由于第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的介入可確保ASME認(rèn)證的公平、公正和安全性，因此已獲得眾多國家的認(rèn)可。本文主要依據(jù)ASME第八卷第二分卷《壓力容器建造另一規(guī)則》的相關(guān)規(guī)定，并結(jié)合本人多年從事石油化工壓力容器的制造經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)要介紹U2鋼印產(chǎn)品的制造過程。

1 U2證書及鋼印的獲取步驟

（1） 若制造廠要想獲取ASME U2證書及鋼印，按ASME規(guī)范要求，必須與一家AIA（授權(quán)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)）簽訂長(zhǎng)期服務(wù)協(xié)議，以使相關(guān)制造過程始終處于其監(jiān)督之下，申請(qǐng)證書時(shí)應(yīng)將其填入審請(qǐng)表。AIA在取證過程中起著非常重要的作用。

（2） 向ASME索取認(rèn)證申請(qǐng)文件及資料，填寫完整后將申請(qǐng)表及寄往ASME認(rèn)證機(jī)構(gòu)，同時(shí)支付聯(lián)檢預(yù)付款及證書、鋼印等款項(xiàng)，視申請(qǐng)證書及鋼印的數(shù)量和種類從認(rèn)證機(jī)構(gòu)處購買原版ASME標(biāo)準(zhǔn)及從美國無損檢測(cè)學(xué)會(huì)購買SNT-TC-1A標(biāo)準(zhǔn)。

（3）認(rèn)證企業(yè)根據(jù)ASME規(guī)范要求編制相關(guān)的質(zhì)量管理體系文件（中英文對(duì)照稿，聯(lián)檢時(shí)以英文稿為主）。同時(shí)做好以下準(zhǔn)備工作：

①與簽約AIA機(jī)構(gòu)共同組建由負(fù)責(zé)相關(guān)設(shè)計(jì)、采購、焊接、材料、無損探傷、質(zhì)量控制和質(zhì)量保證人員組成的ASME迎檢小組。

②完成質(zhì)量手冊(cè)和質(zhì)量控制程序編制工作，完成演示產(chǎn)品焊接工藝評(píng)定和焊工評(píng)定，完成無損檢測(cè)人員的考核評(píng)定，按ASME規(guī)范要求編制完成與演示產(chǎn)品相關(guān)的制造工藝文件并制造演示產(chǎn)品，最終確定ASME聯(lián)檢日期。

（4）ASME在收到企業(yè)預(yù)付款后將以傳真形式通知聯(lián)檢日期。對(duì)此，申請(qǐng)企業(yè)應(yīng)與授權(quán)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)協(xié)商，若同意則簽字后傳真回復(fù)，否則在回復(fù)時(shí)提出可聯(lián)檢日期。如果企業(yè)在確認(rèn)聯(lián)檢安排后再要求變更日期，則需支付罰金。

（5）授權(quán)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)指派主任授權(quán)檢驗(yàn)師按聯(lián)檢程序?qū)ζ髽I(yè)進(jìn)行一次全面的預(yù)聯(lián)檢，對(duì)發(fā)現(xiàn)問題作進(jìn)一步改進(jìn)以確保正式聯(lián)檢一次通過。

（6）如聯(lián)檢后認(rèn)定企業(yè)質(zhì)量管理手冊(cè)和實(shí)際執(zhí)行過程無重大問題，且在檢查中發(fā)現(xiàn)的不符合項(xiàng)目已被改正，ASME將根據(jù)聯(lián)檢組的推薦結(jié)果做出最終結(jié)論，如獲批準(zhǔn)，申請(qǐng)單位將在聯(lián)檢完成6到8周后得到ASME頒發(fā)的鋼印和授權(quán)證書。

（7） 取證后，任何需打ASME鋼印的產(chǎn)品，均需經(jīng)過ASME授權(quán)檢驗(yàn)師（AI）的檢驗(yàn)。鋼印及證書有效期為三年，到期后需進(jìn)行換證工作，換證程序和要求與取證相同。

2 規(guī)范產(chǎn)品的制造

2． 1 材料的要求

（1）ASME并不限制要求制造壓力容器部件的材料制造廠申請(qǐng)和取得由ASME頒發(fā)的“授權(quán)證書”。但是按照ASME第八卷第二分冊(cè)第3.2.1的規(guī)定，用于壓力容器承壓部件制造的材料必須符合第二卷中任一相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，而且僅限于使用附錄3.A許用設(shè)計(jì)應(yīng)力表中列出的材料標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的材料，除非該分冊(cè)中其它規(guī)則特殊允許。

（2）承壓部件材料的制造廠應(yīng)當(dāng)出具《質(zhì)量證明書》，證明其所制造的材料是按照ASME規(guī)范制造的，并且各項(xiàng)目檢驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合ASME要求。

（3）壓力容器制造廠在對(duì)購進(jìn)的用于規(guī)范容器制造的材料進(jìn)行入廠驗(yàn)收時(shí)，必須首先檢驗(yàn)材料質(zhì)量證明書的內(nèi)容和各項(xiàng)檢驗(yàn)結(jié)果是否符合相關(guān)采購技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及ASME第二卷中相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。此外，按照6.1.1的規(guī)定，容器制造廠還應(yīng)以記錄的形式證明他們所進(jìn)行的ASME第八卷第二分冊(cè)中規(guī)定的各種處理、試驗(yàn)和檢驗(yàn)符合第三卷中的特殊規(guī)定。

（4）在壓力容器制造過程中還要對(duì)所用的材料進(jìn)行有效的標(biāo)識(shí)，具體標(biāo)識(shí)方法應(yīng)當(dāng)符合6.1.1.2規(guī)定，確保在產(chǎn)品最終制造完成后，仍能夠清楚明確地確定各部件的材料來源。

2.2 筒體和封頭成形要求

按照6.1.2的要求，所有用于制造筒體和封頭的材料可以采用任意方法制成設(shè)計(jì)要求的形狀，只要所采用的加工方法不損害材料的機(jī)械性能即可。但是在加工成形時(shí)，應(yīng)充分考慮成形方法對(duì)材料厚度的影響，決不能使最終成形后最小壁厚小于設(shè)計(jì)計(jì)算書中規(guī)定的最小值。對(duì)于完成成形加工的零件，還要按照6.1.2規(guī)定，根據(jù)材料和成型后的材料纖維伸長(zhǎng)量對(duì)部件進(jìn)行成形后熱處理。

2.3 母材的準(zhǔn)備

所有用于建造壓力容器的材料在開始使用前都應(yīng)當(dāng)按照6.1.3進(jìn)行檢查，以期盡可能發(fā)現(xiàn)將會(huì)影響容器使用安全的缺陷。在容器的制造過程中，還要仔細(xì)檢查母材的坡口邊緣（包括貫穿母材厚度的接管開孔的坡口邊緣），以便發(fā)現(xiàn)在材料制造過程中未能檢出的缺陷，并按照6.1.1.3的規(guī)定進(jìn)行修補(bǔ)。

一般情況下，除非鐵基材料外，容器焊接坡口的制備可以采用機(jī)械加工或火焰切割方法，當(dāng)采用火焰切割方法制備筒體或接管的焊接坡口時(shí)，在進(jìn)行下一道工序前，應(yīng)采取打磨、機(jī)械加工或其它方法將切割邊緣熱影響區(qū)中影響產(chǎn)品質(zhì)量的材料去除。對(duì)于厚度超過38 mm的板材切割邊緣和任何厚度的接管開孔邊緣都需進(jìn)行磁粉或滲透檢測(cè)（6.1.3.1 c規(guī)定的情況除外）。

2.4 裝配和對(duì)正

容器各部件的裝配和對(duì)正工作進(jìn)行的好壞對(duì)于容器的總體制造質(zhì)量有著極為重要的影響，因此焊接前應(yīng)當(dāng)對(duì)被焊部件按圖進(jìn)行裝配、對(duì)正，并采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ垢鞑考诤附舆^程中保持相對(duì)位置固定。按照6.1.4的規(guī)定，在焊接過程中可以采用拉桿、千斤頂、夾子、定位焊或其它任何恰當(dāng)?shù)姆椒▉韺?duì)正待焊邊緣，但是當(dāng)采用點(diǎn)焊的方法定位時(shí)，當(dāng)部件對(duì)正工作完成后，應(yīng)當(dāng)將定位焊縫徹底清除，也可采用適當(dāng)方法打磨定位焊縫的起始和收弧端，以確保該定位焊縫熔入最終焊縫后不會(huì)產(chǎn)生不良影響。但是這類定位焊縫必須由評(píng)定合格的焊工采用評(píng)定合格的焊接工藝完成。對(duì)于在搬運(yùn)或運(yùn)輸過程中用于保持部件形狀的臨時(shí)定位焊縫，如最終將被徹底清除，則不需要由持證焊工來施焊。

對(duì)接接頭在裝配對(duì)正后，應(yīng)當(dāng)采用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒔宇^固定，從而確保焊后焊接接頭的尺寸和形狀公差滿足6.1.6的規(guī)定。對(duì)接接頭的尺寸公差應(yīng)當(dāng)滿足表6.4的規(guī)定。

在容器裝配和對(duì)正過程中，不可避免地會(huì)焊接一些定位板或拉筋等臨時(shí)性附件，對(duì)此在焊接前必須對(duì)所采用的焊接方法和材料按照ASME第九卷的要求進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，并在評(píng)定合格后編制專用的臨時(shí)性附件焊接WPS。在裝配對(duì)正工作結(jié)束后，應(yīng)當(dāng)采取打磨的方法將相關(guān)容器表面處理光滑平整，并與周邊容器母材表面形成圓滑過渡，隨后應(yīng)采用磁粉或滲透方法進(jìn)行無損檢測(cè)，不允許有缺陷存在，否則要對(duì)缺陷進(jìn)行修補(bǔ)，整個(gè)補(bǔ)焊過程應(yīng)滿足該產(chǎn)品補(bǔ)焊WPS的要求。

2.5 焊接要求

第八卷第二分冊(cè)的表6.5規(guī)定了允許用于壓力容器制造的焊接方法，每種焊接方法的解釋和焊接要素的規(guī)定見ASME第九卷。

按照6.2.2的規(guī)定，制造廠在進(jìn)行產(chǎn)品焊接前，必須按照ASME第九卷和第八卷第二分冊(cè)的附加要求對(duì)擬用于產(chǎn)品的焊接工藝進(jìn)行評(píng)定，并對(duì)產(chǎn)品施焊焊工和焊接操作工進(jìn)行評(píng)定，當(dāng)各項(xiàng)檢驗(yàn)和考核結(jié)果均合格后，制造廠還要按照ASME第九卷和第八卷第二分冊(cè)的要求，繪制JIC卡（焊縫識(shí)別圖）并對(duì)每一類焊接接頭編制專用的WPS，同時(shí)還要編制焊縫補(bǔ)焊WPS和臨時(shí)性附件的WPS，在每一項(xiàng)WPS上都要列出ASME第九卷中對(duì)于各類焊接方法規(guī)定的所有要素，包括非重要要素，還要在WPS上標(biāo)明引用的焊接工藝評(píng)定編號(hào)。只有當(dāng)產(chǎn)品焊接工藝評(píng)定報(bào)告及WPS經(jīng)ASME授權(quán)檢驗(yàn)師（AI）簽字認(rèn)可后，方可施焊產(chǎn)品焊縫。非制造廠雇用的焊工和焊接操作工也可以焊接規(guī)范產(chǎn)品，但是必須符合6.2.2.1b中4項(xiàng)條款的規(guī)定。

焊接材料對(duì)壓力容器的焊接質(zhì)量至關(guān)重要，因此制造廠對(duì)相關(guān)焊條和其它焊接材料必須進(jìn)行嚴(yán)格控制，對(duì)焊接材料的標(biāo)識(shí)、儲(chǔ)存、保管、烘干、發(fā)放、回收等工作要有明確規(guī)定。同時(shí)要采取措施嚴(yán)防焊條和焊劑受潮，具體方法要在制造廠的質(zhì)保手冊(cè)中明確規(guī)定。

規(guī)范中對(duì)壓力容器產(chǎn)品焊接環(huán)境和溫度也有明確要求，在第八卷第二分冊(cè)的第6.2.3.2中明確規(guī)定：當(dāng)被焊金屬的溫度低于-20℃時(shí)，任何形式的焊接都不允許進(jìn)行；當(dāng)金屬溫度在0至-20℃之間時(shí)，起焊處75 mm范圍內(nèi)的金屬表面應(yīng)當(dāng)加熱至手感到溫暖的溫度（估計(jì)大約在15℃左右）；當(dāng)金屬表面潮濕，或表面有冰覆蓋，或有雪花正在飄落在待焊表面上，或者當(dāng)風(fēng)較大時(shí)，都不允許焊接，除非采取有效的措施對(duì)焊工、焊接操作工和工作現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行保護(hù)。

2.6 預(yù)熱和焊后熱處理要求

（1） 預(yù)熱要求

ASME第八卷第二分冊(cè)中的第6.4條對(duì)焊件的預(yù)熱和焊后熱處理有詳細(xì)的規(guī)定。被焊材料的焊接工藝規(guī)程應(yīng)當(dāng)按照ASME第九卷焊接工藝評(píng)定要求規(guī)定最低預(yù)熱溫度。第二分冊(cè)表6.7中按照第九卷中給出母材P-Number類別號(hào)給出了相應(yīng)的預(yù)熱溫度。

（2） 焊后熱處理要求

對(duì)于容器的焊后熱處理，在第二分冊(cè)的第6.4.2中規(guī)定的十分詳細(xì)，根據(jù)母材類別號(hào)的不同，在表6.8至表6.16中推薦有相應(yīng)的熱處理溫度和保溫時(shí)間。

容器的焊后熱處理應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇在爐內(nèi)一次性整體熱處理，當(dāng)熱處理爐尺寸不足時(shí)，也可以在爐內(nèi)對(duì)容器進(jìn)行分區(qū)段熱處理，而當(dāng)采取這種方法時(shí)，容器的重疊加熱部份不應(yīng)少于1.5 m，同時(shí)還應(yīng)考慮在分部分進(jìn)行熱處理時(shí)，容器從爐內(nèi)露出的接點(diǎn)處不應(yīng)跨過接管或任何結(jié)構(gòu)不連續(xù)處。也可以將容器分成多段，每段單獨(dú)熱處理，然后再對(duì)各段組對(duì)的環(huán)焊縫進(jìn)行局部熱處理。

3 容器的檢驗(yàn)

規(guī)范容器的檢驗(yàn)可以理解為兩個(gè)層次的含義：一是AIA對(duì)于制造過程的監(jiān)督檢驗(yàn)；二是制造廠本身對(duì)于產(chǎn)品制造過程的控制和檢驗(yàn)。對(duì)于容器的檢驗(yàn)要求和檢驗(yàn)方法在第八卷第二分冊(cè)的第七章中有明確規(guī)定。

4 壓力試驗(yàn)

壓力試驗(yàn)的具體要求見ASME規(guī)范第八卷第二分冊(cè)第八章中的相關(guān)規(guī)定，制造廠在進(jìn)行壓力試驗(yàn)前要制定詳細(xì)的試驗(yàn)方案，確保試壓過程符合規(guī)范的規(guī)定，并做好容器試壓過程中現(xiàn)場(chǎng)人員和設(shè)備的防護(hù)工作。

5 結(jié) 語

ASME標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于規(guī)范容器的制造有著嚴(yán)格的規(guī)定，制造廠應(yīng)當(dāng)充分、全面地研究ASME規(guī)范，掌握其精髓，在具體產(chǎn)品制造過程中嚴(yán)格遵守，確保規(guī)范產(chǎn)品的制造過程和產(chǎn)品質(zhì)量符合規(guī)范要求。也只有如此方能在日趨激烈的國際競(jìng)爭(zhēng)中，獲得國際用戶的認(rèn)可，樹立企業(yè)品牌形象，最終在國際壓力容器制造市場(chǎng)中立足。